基于PLC对智能斑马线的控制研究论文_李啸天

基于PLC对智能斑马线的控制研究论文_李啸天

汉口学院机械电子工程学院 湖北武汉 430212

摘要:随着城市经济的快速发展,出行的车辆与日俱增,城市的交通压力日趋严重,车辆与人、机动车辆与非机动车辆之间的矛盾日益严重,尤其表现为众多交通事故的发生、有的是由于文明礼让问题,有的是由于斑马线的路标问题,还有一些诸如红绿灯操控的问题,鉴于目前我国存在的道路安全状况,本文主要研究采用智能斑马线设计可以有效的控制道路交通拥堵导致的安全事故的发生。

关键词:斑马线;交通阻塞;智能控制

1、国内外研究现状

截止目前为止,诸如美国等发达国家已经在全国范围内建立起了以PLC为基础的网络虚拟系统,其洛杉矶的虚拟系统更是成为世界的典范;更加令人叹服的是,几乎在美国的大学里面都存在着长10米、宽8米的数据模型,使得PLC编码在实验室内就可以操控网络虚拟真实道路环境,为研究建设道路安全机制创造了环境。

相比国外的虚拟技术,国内采用的PLC编译技术还很落后,目前来说在交通上的运用还处在初级阶段;就大多数地区而言,PLC只是一个辅助手段,只涉猎与基础运用如远程操控、道路模拟和现场还原等摄像记录,没有深层次的挖掘PLC的潜在价值,因此,我国对于道路智能化操控的程度还有待加强。

2、PLC控制系统设计的硬件组成

从内容上看,PLC有独立的设计编译环节;具体来讲,包含7个方面的内容。首先,要保证配备合适的输入输出设备,并调试合适的对象;其次,要要分配I/O,设计相关电路图;然后,选择PLC编译的属性,接下来便是设计程序,调试程序并反复验证;紧接着便是编写说明书,备份,最后才能够验收交付使用。需要说明的是,PLC在选择设计的时候,其匹配是有要求的,其选择的对象一定要符合工艺流程、满足输出输入接端的属性,而并不是随机选择的,不匹配的接口可能导致控制系统的无信号或者失联等情况的发生。

3、PLC控制系统设计的操作步骤

从软件设计方面来看,PLC的软件设计主要包含主程序、子程序、初始化程序、以及开关键、功能设计和两输入接端等,并且模拟量一般应严格控制在20%左右。

当然,系统在模拟阶段时,采用的调试设计一般都需要满足仿真的要求;目前,在我国普遍流行的是以计算机代替硬件程序调控的半智能化操控,如西门子公司采用的SW3D5C-LLT-C仿真软件,主要致力于将输入元件强制性的输出为OFF或ON,一次来监视系统功能的正确实现。

在道路管控中,一般用PLC程序代码编译系统操作指令,这些指令在特定的编译程序中执行固定的八大步骤。一般说来他们分别是掌控被操作对象、确定I/O设备、选择匹配的编译类型、分配I/O节点等操作步骤。

在PLC编译的环节中,首先需要对任务进行责任划分,构建评估分析任务,如此可以快速的分解控制对象所带的属性,能够通过识别匹配对应的机型、和设备;其次,通过定位实现地址的I/O选择,从而确定所控制的对象的容量、电池阀等,然后通过PLC编译实现程序的修改、调式等,最后构建函数模型确定是否符合条件,符合的输出,不符合程序指令要求则重新执行下一步操作。

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4、完善传统斑马线的设计

4.1 PLC虚拟智能语言提示设计

针对现有的斑马线礼让问题,若是只采用素质教育和关口检测,则还不能从根源上解决问题,并且在实际工作中给交警等工作人员增加了工作难度;如此情况下,引入PLC的虚拟编译系统,采用语音提示的报警系统,不仅可以轻松使得即将出现礼让的人员警醒自己的位置,也为工作人员减轻了工作压力。

该种方法的具体优点是采用了工用的PC控制机作为语音载体,可以获得较大的容量,从而排除客流量大可能出现的空间限制问题;当然,如此操作可能会导致安全问题的产生,因为该种操控条件必须要通过通讯电缆来弥补语音系统上的扩播联系,这种设计所花费的代价较高;因此,考虑到经济因素,我们还备选了移动存储模块加上单片机实施PLC编译来实现语音警报的目的。

由于交通语音播报设备有独立的监控对象,所以在系统组成上我们采用以单片机为主的控制核心组件,并在外围设置防爆防晒隔离手段,并采用PLC编译程序实现人工智能的安全对接,需要强调的是,单片机与PLC的通讯链接需要采用端口铜须的方式,一般来说,通常采用485数据接口终端,然而这种方式在国内的数据接口较少,且成本高额,因此在数据端口选择上,我们采用控制128内的报警语音播放,需要放置在电压为24V的可供电源上,以此来实现通讯隔离。

4.2 PLC的功能导向设计

针对于斑马线上存在的安全缺陷,我们可以着手于路标的功能和颜色设计。比如可以在路面的标志上加入人脸识别功能,和颜色调控属性;像红绿灯一样,我们可以在人行道的两旁加入路标段,当来往车辆通行的时候,路标栅栏则拦下行人通道,并且道路显示红色;当红路灯车辆行驶显示红色时,路标的斑马线也显示绿色,并且开启栅栏,语音提示行人小心出行;其次,在功能上采用PLC程序编译虚拟人行道和车辆在行驶时的动态模型,并且编入人脸识别功能,划分区域对人行道上在不同时间点上的行人截取动态安全摄像,并且电脑计算行人在行驶途中,和车辆在行驶时的速度对比,提示可能遇到的安全风险,提示行人小心出行,并且投影到该区域,以供车主警惕减速行驶。

此外,还可以考虑双重保险,在车辆行驶的路口也设置栅栏,同样的原理设置颜色提示的功能设计。当然,若仅从斑马线颜色上来看,我们可以着手于把斑马线改成白红相间的颜色,这样可以防止在冰雪天气中的颜色影响;同时,有必要把路口处的设置基础较高的缓冲坡度,防止在人行道上出现由于惯性而导致的安全事故发生。

4.3 PLC的路段障碍传感设计

众所周知,十字路口的安全隐患是最令人担心的,因此,有必要对十字路口进行安全管控。其一,考虑十字路口的纵横交错,可以在不同的路段修建绿化隔离带,不需要太大,只需要长5米,宽1.5米的绿化花园台,防止十字路口空旷引发恐慌感;这样做可以明显的区分不同道路来往时,不会出现干扰情况。其次,对于同一条道路上不能建立两个相同路口的红灯指示,可以纵横交错的使用红绿灯指示路口;这样可以降低安全隐患;其三,可以分别在车辆和红路灯的属性上编译传感设计功能;这样每当距离下一关红绿灯一定距离(如500米)时,红绿灯可以把信息传送到相同距离的车辆PLC编译显示软件上,并且与上面的语音提示功能完美嫁接,可以更好的帮助车主掌握道路的路况环境,提前设置减速等,防止意外发生。

参考文献

[1]王兆义.小型可编程控制器使用技术[M].北京:机械工业出版社,2014。

[2]吴建强.可编程控制器原理及其应用[M].北京:高等教育出版社,2014.

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[4]胡学海. 单片机原理及应用系统设计[M]. 西安:电子工业出版社,2015.

[5]马明建.数据采集与处理技术[M]. 西安:西安交通大学出版社,2015.

论文作者:李啸天

论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期

论文发表时间:2019/4/23

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